建設機械用ディーゼル機関の耐久性向上
Improvement of
Durability
on a DieselEngine for Construction Machinery加
藤
孝
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池
敬
一**Takao Katd KeiichiKoike
内
容
梗
概
址.言貨機脚1げイーゼル健一渕の作動粂什とl耐久性についてj心べ,さらに耐久性向Lのうち,叶如こl耐峠柑牲のい′･J 卜にlう当し｢-1こそB形機臼馴ここおける研究成規をもとにシリンダライナ,ピストン,フイ′しタふよび二刑場捌こつき, シリンダライナの耐悸柑生向卜に各点をi稚いて述べた(その概略は次のとおりである (1)ライナ材とLて特殊球状盟節鋳鉄を使用すること,(2)トップリング一九ぞJ一柳こリングトレーガをそ う入すること,(3)フノしフロ形オイルフィルタを使川すること,(4)/ミルブインサート,/ミ′しブローテ一 夕,排′式升村1割こSEH4､介卜棚"こステライトをi軒j′けることなどは耐呼柑′仁山_卜にきJっが〕て了￣f幼でぁる( ト緒
口 最近における建設機械用ディーゼ′レ機関の進歩ほめざましく性能 は高速,高出力化し,信蛎性,耐久性の泊如こおいても芥.溺の政J:ミに より大幅な向卜をホしている( 建設楼械用ディーゼル機関はl′t勅り川J機lう如こ比べきわが)て過醗な fl何条件および願挨(じんあい)の多い場所で使口ほれる〔すなわ七_) 連続的に高負荷にさらさjt負荷変動も激しく,-､1上均負荷ほ【rl軌軒1￣】 機関が最大出力の50%以卜とされているのに対し60∼90%に達し ている〔したがってピストン,吸,排気弁などの受ける熱負荷が大 きく,各部の強度,耐食性を低￣￣Fさせるとともに潤附帥の劣化を助 長し,また吸気内に含まれる塵挨とあいまってシリンダライナ,メ タルなどの樺耗を促進する傾向にある〔建設機械の作業場所にふけ る牌挨量はおよそ1.42g/m3といわれ多越路の約4倍に相ゝ巧L, まれにほ9へノ17g/m3にもなる場合もあるとされている(1)｡ このほか装軌式建設機械ほ運転小6∼10gもの射撃を受けるたが) 振動が激しく,また30∼35度の傾斜適転を子ナなうことも多く,切 今によっては水中作業をも要求される〔 以上のように建設機械用ディーーゼル機関ほ耐久性を向上するため 附耶の耐摩耗性を向上することはもとより磯度,剛件を十分に高く し水鮒更についても十分に考慮する必要がある｡巾でも耐呼柑牲の 向上が屯要祝され,シリンダライナ,ピストントップリングふぞ, l坂,排気弁および弁シート､'粥の材官〔,威度の向上を行なうとともに エアクリーナおよびオイルフィルタの清浄効率の向上が強く要式さ れる∩特にシリンダライナは機関の寿命を支配するものであるた〟) 各社とも材質の向_Lにつとめている｡日謀B形戟関においてほ当初 より特殊球状崇針鋳鉄製を探Jl￣1しオーバホー′L間隔も6,000=引川を 越すという良好な紆柴を示している｡したがって以下B形機関に心 ける研矧戊果をもとにシリンダライナに屯点を;恥､てj並べる〔2.作
動 条件
址設機械J[ディーゼル機関の熱負荷はきわめて高く,剛平均有効 肝6∼9kg/cm2,平均ピストン速度7∼9m/sで使什Jされている.-･. ブ′しドーザのように連続して高負荷で使用する機関ではピスト ン,吸,排瑞弁などの温度が比較的高くなりがちである｡したが/1 て澗椚油の糀性ひいてほ油膜の厚さが減少するため金属印面の接触 樺擦が多く研削的な樺耗を増加させる傾向にある｡研削的な牌托ほ さらに樺粍によって生じた鉄粉,外部から空気くとともに吸い込まれ る牌挨および燃焼によって斗三じた排気デポジットなどによっても址 進される｡一般には潤滑油中の鉄分が土円加すると炸托最もほぼ比例 * 日立製rr三所包有二L場妃立分二l二場 ** ロマ製作所亀イ了￣l二場 耶1｢吏I B 40機 関 の 外 紙 して脚加することが示されている(ヱ)｡このほかピストン関係ではト ップリングふぞ.祁の限度が少なくとも230℃1⊥Lにはなるため,機 械的強度が代￣￣Fし,運転中りング古こたたかれることおよびりングと のl￣了与]の樺擦により摩耗を仙進される｡また場榊こよっては澗椚仙の 別ヒが他生されピストンリングの機能を阻ノrl子する恐れがある｡吸, 排気弁はj三匡転小高氾とな√),帖に排㌔も升は700℃を越す高捌こな る｡しかも毎サイク′し介閉時に衝撃が加わるためシ〉ト佃などの悸 椛のほかに高温における城度ふよび腐食がl王1J葎とされる∩ /)ぎに機関始動時お｡亡びクレーン作業のように比較的低出荷でJ嘩 転する場如こほピストン,シリンダライナともに温度が低くなりが -らである｡このような状態では燃焼によ/つて種々の懐を生ずるれ 特に代表的なものはSO2ガスが吸気中の水分および燃焼によって′卜 じたH20の水滴とr印】Lて〈l一三ずるH2SO｡である〔ニのH2SO4は 潤滑∼l_l川莫をふかしシリンダライナ壁,ピストン,ビン￣トンりングな どに腐食樺耗を促進させる純果となる一 以1二のような作動条件にぉいて耐久性を向【二するには収炊の除 ム 村田的向上,各.刊条件の緩和を必要とする｡すなオ)ち (1)特に耐摩耗性のすく1､れたシリンダライナ材を使川する( (2)ピストントップリングムぞ部などの耐樺耗性を向上する∩ (3)機関に吸入する乍気中の鵬挨,樺耗によって!一上‡じた鉄粉な どを極プJ満浄化するろ過効率のすぐれたエ7クリーナおよ びオイルフィルタを使用する｡ (4)i･■乍字訓生,耐慨化性などのすぐれた澗附州を使mする｡ (5)吸,排気弁系統に関してほ甜如こおける也度,ラブチャ倣 度が高く,また耐食件のすぐれた付門を仲川すろ｡ などが要求さJtる(w97一
368 ｢l円和39年2ノJ (A)特殊球状黒鉛鋳鉄
§ノ′繁･￣真義頓
靡賢 義盛 鑑￣_頚 て畿魂 莞転撃 (B)球状盟邦鋳鉄(砂型シリ (×1叫) ンノダラヤプー)(×100J l/ 〔C〕介づ責パーライ J才‡2卜くlけ殊上別た′リ､】こ郎鋳鉄.モ他･プ〕ニり3.各部の構造と耐久性
3.1 シリンダライナ 3･1･lシリンダライナの材質 ディーゼル校閲川のシリンダライナ材として従淡パーライト鋳 鉄が使用されていたが,近時機関の粁ノJが増加し,前述のように 使用条件が過醗化するとともに耐摩耗件の向上が必要になってき た｡ このため各社ともシリンダライナ材の研脚こ努〆),多くの材質 が使用されるようになった｡ 現在建設機械用ディーゼル機関のシリンダライナ材として広く 使用されているものほ低合金パーライト鋳鉄であり,･一一部にJ刺人 崇鉛鋳鉄あるいほ微細黒鈴を有する共晶黒鉛鋳鉄が使けjさ.れてい る｡ここにいう低合金パーライト鋳鉄とは鋳鉄に(1)Ni,Cr, Mo,Cuを添加して基地を強化したものあるいは(2)Ti,Ⅴ, P,Bなどを添加して炭化物,燐化物などを析糾し耐悍柑生をド,J_1二 させたものをさす｡かたさばHv200･∼350の矧梢のものが多いっ またアメリカのシリンダライナには恒温焼入あるいほ高周波焼 入などの特殊の熱処坪を施したものが見られる｡この場介かたさ はHv400∼500程度のものが多い｡ このほかに大形自動車用としてポーラスクロムメッキライナ (Hv800∼1,000)があるが建設機械梢として用いられる例ほ少な い｡これほ砂痍に対する耐摩耗件などに問題があるたこノー)と_ちられ る｡ 3.1.2 特殊球状黒鉛鋳鉄使用の効果 B形校閲には設計当初から過酷な条件下における使用を考.!苗 し,摩耗試験機による実験と実機による多くの試馬鍬i児から特殊 球状黒鉛鋳鉄の耐摩耗性がほ かの材質に比してすぐれてい ることを認めこれを採用した｡ この特殊球状黒鉛鋳鉄は特 殊な鋳造法と熱処理によって パーーライト鋳鉄 柑呆f抑こ∴柑†緒方ノJ二 節3図 シリングライナの 伴耗状況比較 jlこ,iJ-.一郎弱毒鈍 Nih･】=フ'シキ｢=テ与Aテぎ■1 Nj(｢【･n(二I l 梢帥錦妄1く 号.㌧恥･肌.'.l.∼宕i灘純 Frl)-5F) ■て■1鳩壬耶曳け一什77 -′､ナ=,那ヲ､((:.＼:･ 紡ぎプこ(+l舶川とん) 卜し￣'-:1(〉 1いメ､弘･■ヱ如拙純人1
〔'lI一九l【1†)〔'1 1､il･7 r-l-1(' ( r11し二Ⅰ･川￣1Ⅰ (Lハ1l･Ⅰ･■t l H;し11,-MいFll トーハI t 川1 1 11) 評 論発号｡机
(D)焔男鉛鰍(×川｡〕 ′ナニノ)†リ･付の軒徴報別納♂〕比校 11)1 1 1り 1り2 ち写46巻 節2号 rE)焼 入 鋳 鉄 (×400) 3 1けl +⊥_____⊥ ] い1 1 川 川2 川3 1=4 惇托しユニⅠ哨ノ′′川12′′ノ′k111 (給水式樺耗試験機使用 圧プJ20kg/cm2 速度0.8m/s) 第4岡 シリンダライナ材の摩耗試験結果(乾燥状態) 批占Lたもので,きわめて微細なパーライト質の基地に比較的小 径の球批焉鉛(作20∼30/∠)を右するものである｡第2図にその 顕敵組組織(A)をほかの鋳鉄(B)∼(E)と比較して示す｡ この特殊球状崇節鋳鉄の特長ほ通侶のパーライト鋳鉄あるいほ 胤甘の球状黒鉛鋳鉄に比してパーライト基地の強度が大で,これ に′+＼行の球状崇ニi￣iが存在するた太ら,潤滑油が存在しない場合ある いは境界潤滑状態における伴耗量がきわめて少ない｡またパーラ イト北地中に炭化物などの硬汽の析H物がなく,男王統も小作であ るため,研削にユノ1てくH乍i･向を得ることがゲ草城であり,なじみ運 転後のシリンダライナ表面はきわめててl一上村である｡さらに摩擦面 に辟咲こ旨)るいは燃件′卜成物などの硬質米物が存在する摩耗条件に 川2 1り￣l l 川 いド 抑抑管絃;-l:l岬′ 川12 + J ;＼ 川+ 川￣3 1(￣)2 1(￣1￣1 1=1 11) 川 川 山川こ托r-ミニ【--H 川-2l川-芽ぎ引ズ1シりソ々､'ライナ付の輝払拭駈糸朋tトエンジン州対打i･)(馴式峰托欄騰快川 肘フ40kg/｡m2 速度2m/s) -98 】挫
こ投機
械
川 デ ィ ゼ ル機
関
の 耐 久 性向
上 心いても,舛物がシリンダラでナl￣仙こ即〆)込まれてピストンリン _ブを峰純させることが少ない′､ ピストンリングはトッソ,セノノントrゴよびオイノLリングにクロ ムメッキを施Lている｡このクロムメッキ仰がJ判主Eし,去材の糾 鉄向が月己j)れた場付にほ,シリンダライナの蜂耗が然しく人にな ることが認〆〕られているが,帖嫌球状lチ去鉛鋳鉄製シリンダライナ と軋み一合わせた場合,クロムメッキリングほプi蓬も作椛の激しいト ップリングにおいても鼓大鮮紙屋0.02､0.03mm/1,00011の紙果 を得ており,メッキ惇さを適甘に迷走することによF)4,0()0′､ 5,0()Oh比卜の綾川が叶櫨である｡ また特殊球状黒鉛鋳鉄ほ速度による摩耗巌の変化が少ないこと を別に行なった肘受動峰耗武験によって確認したが,実際のシリ ンダライナにおし､ても上タヒノ､至二汁十近の惟耗が少なく､ド滑な表面を示 し,実機適転卜きわめて好結果を得ている｡こJLははかの材質に 見られぬ特色である｡特殊球状黒鉛鋳鉄シリンダライナの摩耗状 況をパーライト鋳鉄と比較して第3図にノJミす｡ また特殊球状黒鉛鋳鉄とクロムメッキ材と組み合わせた似合の 樺擦係数は潤滑状態で0.04仁.三度のきわめて帆い値を示す｡ 3.1.3 耐 摩 耗 性 (1)試験機による俸給試験 特殊球状崇鉛鋳鉄と他のシリンダライナ村のクロムメッキ･H■に 対する耐摩耗性を牌椛.試験機(ぷ令人ノじ)にしにりル附/たふじ快気■iリ上 の一丁耶を策4,5図に′+こす｡ 第4図にホすように特殊J刺ノミ≠､し与鉛鋳鉄の位炊+小如)件帖一礼丈約 50種類の供.試村中でノlよ小である｡､つぎに潤村側ミ[においては糾 j抑肇純量となじみを生じたあとの定常摩耗昂に分けて考える必要 がぁるが,第5図に示すように特殊球状エR鉛鋳鉄のむ.弓汁単純誌は りし拭柑約50種妙卜で崩小でお)る｡また特殊砂状∴l三鉛鋳鉄は細川雌 椛鼓がやや多いが鼠打悸比鼓が少ないた〆),糾畑雌粍と走仙や比 の荊1(乍摩耗罷)は摩擦肝哨作2()Ol(lTl以上で他州寸Ll-り丘小となる｡ Lかし特殊J刺ノミ′リ三郎鋳鉄ほ惟托;-Fl二が少ないたム′)如上i川判三色を終Tt/ て,なじみ状態にj生するまでの帖l川がやや1之くなる｡この山ほ綬 述するように,il肘i･仕の￣大山i処州な施す･ニとにtに/,て改￣ごl与するこ とができる√〕 (2)輿物が什こ在する助f㌻の仙剖三川三 いっばう炸擦耐こ児物がffイ仁する場合の件純ほ件純.試験機で潤 咋i･州中にデイ紗粉人を引去人した切｢㌻と,研ノ先川A-60機関の吸左も 管巾に一連最(1g/h)の紗爬を送入した場合について実験してい る｡紗僅の組成およじ＼￣粘度ほ第1表に′Jミす｡.試験の泉王i兇舛物がイ/二 /l三する楊士分の′1+■f∫亡の悸ぷ￣t帆戸-Jはかたさの低い付斑がクロムメッキ な拝しく椎耗させ,こ才Lはクロムメ､ソキ材と糾み合わせた場〔丁の 件托ンじ験機による佗煤状態のJ郎E.試験紙児に近いことが認められ た｡すなJ)ち潤汁j･仙中に砂離粒十などがイ+イl_三する場′rナ,この砂純 枇r･ほ倒察向に十立入する｡このとき妙趣粒J∴ほクロムメッキ材に 比して必地の被さが眠く,ユニl､≒鉛の脱港孔などのぁるシリンダライ ナ拍けこ主としで什二凸iすることになる｡この状態ほ栽地中にかたさ のr恥､ぷミ化物などが√アニ在する材‡一書と同様にクロムメッキ材を蜘illj 仙に樺椛させる｡この似l】′-Jほ柑J′･のかたさが高いほどあるいは粒 作が人なるはど粁Lい｡ 第1黄 砂鮭の糾成および粒比 成 分 l含ヰJ率(%) 粒 度 (｡′`) SiO2 A1203 MgO CaO そ の 他 5()∼100 20∼50 20以下 含有比率(%〕 17.2 33.7 49.1 ‥ ‖り り l 1 1 -Hl ｢⊂ヨ＼N∈U＼ぎ畑 せ 掛 ｢`｢ ￣∃㌻二三￣=F￣￣￣て=言｢ ‡-1∼. 十◆● +_______J 1｢T ≡=｢ ｢ _十二￣￣￣二二+1ニ帯￣
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[千手￣r∴￣三
拝ト･-▲･
150 2UO 250 30() 4()05006りり7()0糾〕n9川J 硬 さ(Hv) 芽与6+ズーシリソダライナ付の摩耗量とかたさの関係(乾燥状態) (給水フ′〔樺耗試組織†如H｢1ニカ20kg/cm2 速度0.8m/s) リJ ‥′】 1 ′ N〔≡､ぎー瑠淀射ぎ三 15() ′●■一 こT:き 2仙 25() 3りり 4り｢)5川)6(jり7りり800リりU 硬 さ(Hv) 祈7一対 シリンダライナ材の初期摩耗量とかたさの関係 (エンジン州岡村)(鈴木式摩耗試臨機使用圧力40kg/cm2速度2m/s) ≡三＼ツ≡､､賢【 詣ぜ鞋 ● ● ￣- 【 ￣￣rr￣ ▼ 事￣￣￣￣￣＋1て土･午二
】.〔〔) 2川〕 ￣T￣￣￣￣￣￣iて
上_+ ナ=う ｢T=〒≡ 亡三≡≡≡∃ +享∃
25り こ州) 4r)n5〔)()糾)()7り()糾り9‥り 碩 さ(机r) 打三8トズlシりンダラーリー付け心将摩耗_韻とかたさの‡対抗(エンジン 仙洞糾)(別1J㌔lう絹毛試験蹴使用托ノブ40lくg/cm2 連比211ュ/s) いっぽう機械的惟拭を∠l三する掛川の佗煤煙耗では惟柑よ切削的 古･こ進行すると考えられ,このため砂塵などを氾人させた場合と乾 煉摩耗ふし験の場合の摩耗順位が一致したものと考えられる｡ また砂塵粒子ほシリンダライナ材のかたさが低いはど埋め込ま JLやすく,シリンダライナ材の盟鉛の脱落孔や基地中の塊状の脱 化物の川辺などにもたまりやすい｡これらほいずれも相手材の摩 耗をfj上進させる｡このたわ′J＼往の思鉛が均一に分力化かたさの高 い均質のノiヒ地を有する特殊球状さ共釦鋳鉄の使川が有効である｡ (3)かたさと摩耗量の関係 悸耗試験結米からシリンダライナ材のかたさと摩耗量との関係 1ぉ水〆)た結火を昇る∼8図に′Jミす｡ 舞る図にホすように乾燥状態ではかたさのl小､材料の樺純量が 一般に少ない｡LかしH､′･300程度で摩耗量は損少に近づく｡ また第7,8図に′Jこすように潤滑状態の初期脾耗量および定常 樺右仁遠の少ない鈍り11がH､r300付近にある｡基地の組織および崇 翁†の豚Lノこを加えて検.言+一をテナなうと,次のようになる｡ (a)-亡占硬度の炭化物,燐化物などを析f_1iしている初料は惟JミEの きJ)〆〕て小なるものと,人なるものがあり摩耗量が安定しない｡ (b)軟質ての基地を右する汁状黒鉛鋳鉄,あるいは共晶思鉛鋳鉄 に潤椚状態の耐轢柑牡の良好なものがある｡これほなじみ性が良 灯なたム′〕と考えられる｡ (c)高他生の焼入試料などはなじみ性が不妃で初期炸純量が人 となる以介がある｡ 建設株城川機関のシリンダライナにおいては境非潤滑状態,砂-99
】370 11/卜仙39年2月 j./. 第2炎 特殊球1ノニノブ､≒鉛鋳鉄の熱処恥こよる機械的性fiの変化 仲 什り 糾 山I l￣川胡ji土熱処即
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酌謁しふプぷ･､-1F(右左孟
0.5 285 302 腱が汁占入した場合などの乾燥轢船こ近い1ノこ態と,潤滑悸紙状態が 交如こ生じていると考えられる(Lたがって乾燥および澗桝状態 で耐摩耗性がよく,なじん性も良好であるH､･･280∼320の剛l二Ⅰの 材質モを選定する必要がある〔 特殊球状黒鉛鋳鉄ほじ記の条件に勝介するr. (4)クロムメッキリングのかたさ クロムメッキ屑のかたさとシリンダライナ付の樺粍との朋掠を 種々検ふ+▲した結災,クロムメッキ材のかたさが比較的痛い場f=こ シリンダライナおよぴクロムメッキの悸純量が少ないことが判明 した∩ このため特殊球状先主鉛鋳鉄ライナに対するクロムメッキピ ストンリングほかたさH､ノー900､1,000程度のものを使用し樺純量 の低減を図っている｡ (5)シリンダライナの熱処刑叫こついて 特殊球状黒鉛鋳鉄ほ熱処捌こよってもその性質が射ヒする｡シ リンダライナ材として使用する場合は特殊な鋳造法と熱処即を施 して桝封伽こ伝析度の高いきわめて微細なパーライト射出に小径 の球状黒鉛を右する糾織として使用するり熱処州の効米ほ〃ミ化物 その他の析出物を分解し,高倍率の麒徴鋲卜でわすかに認められ る矧皇に減少させるとともに基地のかたさを増加させることであ る∩特殊処即による機械的性質の向上の一例を第2表にホす｡ シリンダライナ用パーライト鋳鉄の耐摩耗性を増加させるには 過常丹念元素によってA⊆地を風化するかあるいほかたさの高い〃壬 化物,憐化物などを析出させている｡また胱入などによって去ヒ地 を風化させ耐樺柑生を増加させる場合もある(しかL脱化物,燐 化物などを析出させた場合,研削面が､川㌢となF)がたく,なじ克 性が低卜する｡また通常の焼入(点間む地毛人を含む)の機知よ焼 人U＼ずふの残留,かたさの上抑こよるなじム十]三の低卜,初胤郎E 遺の呵加などのFJり鞋がある〔 特殊球状月､ミ釦鋳鉄ほ高値度の附1-1物を拝まぬこと,またU､--jごム をて卜するような熱処即を施していないことが特長である〔 糾l二のシリンダライナ付に一￣-)いて咋撚達也と梓純量との【兇陳を 湘推した結果の一.･祁を第9図に示す√､ 特殊J刺大賀鉛鋳鉄は上妃′村､j■近のピストン過度に対応する0.5 ､2･Om/sの速度抱朋で蝉純量が少なく,速度に対する樺純量の 教化も少ないことが認められる〔 (6)表面処刑の上i;,壬幣 機関が高速化し,㌔伯州lリブが脚加Lた切√†,なし人権転のノノ 法を.君主るとシ1+ンダライナの悸耗を増加させる恐れがある′､これ を防1l二するためにシリンダライナl勺l如こ潤i什件の表面処即を施す ことが次第に行なわれつ/〕ある(脚こアメリカC什の一J■粥の機関 のシリンダライナにこの処即が見られるが,B形機関に_ねいては 批l′lのノノ法でこの川題を解才たしている〔この表面処即によ/_)て糾 即郎仁量は1/2､1/3に減少し,柳川+でなじブ棚態に到止させ ることができる｡ この表面処軌ユ､なし丸運転終/特には人恍分消失し,以後ほ特 殊球状黒鉛鋳鉄の耐峰紺隼を利川するが,少量残印したノ壬血処州 州工潤粁性があり,シリンダライナの峰純最を減少させるのに7貨 だっている∩ 3･1･4 実機におけるシリンダライナの耐摩耗性 B-4P,8-60機関ほ本格的貞且設機械月]機関としてすでに2,600 諦 論 れ46巻 第2り･ j川■.Lミ打丁紬鉄 ､ ′でナ1‡′､-ライト鋳鉄 ノ約恥州朋満鉄 他人鋳鉄 (1 ().51(しバ ご.() .埴 僅11ト/s 祈9何 行稚シリングライナ材の摩耗をi主と速比叫凋掠 r柴山ノヒ倒屯試附幾使川 什ノJ20kg..′/cm2 乾燥汁㍍盤.) ･1川場㈹ .･＼什 △Iう什 ､リ】 ∈E二‖-…虻単≠∼て一 /∴/ム
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() 1.り〔‥ 2.()川￣) 3.川)() 4､川川) 5.(〕川) 時間‖1)(アワノータによる) ら′さ1()lズlシリンク'ライナの惟耗_乙山ヒ帳(lノづ往滋人煙粍ぷ〕 tll､ウニ建r没昧枇小一ヒス資什) ニ手 淫 淋 ()川 ()l= (〉〔)し朋
l=ヱ愕】!･とJし1什l=l鳩†lしjし1什 r ▼7 L】ン ソ､ しノJ川馴顆 l=l三機l鵠】しf† r イ′L【】ン ウ LJJ=…川ホ ニ才与11Fズ】1,()00帖ir盲】当りのシリンクニライナおよび ヒストンリングの摩耗 ンリンク■ぅ=￣村アミ B形機関:特殊拭肘J､モ妄f繊鉄 C 什:I一.■引剛史焼人封f鈍り之Irlト化学処即ノ f√u__卜の!卜齢克郎があり T-09,T-13ブルドーザ,TSO9トラ ククショベル,UlO6,Ul12,Ul16ショベ′しなど｢='.仁の主力娃 ↓詣機械に堺戟Lて瑚在好調に稼励している?これらの機関のシリ ンダライナにはいすれも特殊球状禁はi鋳鉄を使用し過酷な使用条 什卜で叶いこ耐久件がすく､加ていることが認められている?すでに T-09ブ′しト〉ザ,UlO6シゴベ′しによる′丈傲試験を′尤/L,さ らに多くの実用機について,オーバホーノ川音に精解な詞並を継続 L,耐久性を確認している(この縦果の一一J■引;を第10図に示す｡ 第10図ほ巌近の国産娃設機械用機関のシリンダライナの摩耗 量を調存したもので特殊球状黒鉛鋳鉄ほライナ材として著しく耐 轢耗性がすく`■イtていることが認められる｡現在までの調査結果か ら姓殺機械に使rr￣几た特殊球状三しミ釘鋳鉄拳法シリンダライナの州圭 の滋人摩耗量ほ什.削酬紬ミ良好ならば0.02mm/1,000h程度で長ー100-建
設
機
械
用 デ ィ機l渕
の 耐 久 性向
+二 州川にj)たって由LLi力を†朋与し,燃料消費率なども粧いことが認 められている｡ 最後に現在世粕′伽こ-･流とさJtているアメリカC托態珪の址.設臨 機十rl機関のシリンダライナ(畠周波焼入鋳鉄,内面化′Tf:処刊を)と 特殊球状黒鉛鋳鉄ライナの轢純量を比較して弟11図に示す｡固 から明らかなように特殊球状崇糾鋳鉄シりンダライナほ高伯中立焼 入鋳鉄とはとんど耐摩耗件において変わりなく,シリンダライナ 付としての俊秀性をホLている〔 3.2 ピストン関係 他殺機械fHのピストンはほとんどが7ルミ｢丁金態空でピストンの熱 放散をよくするとともに,高速時に七けるJ｢刑ヰノノの軽減を図/-,てい る｡ ピストンリングほポアによ1一,ても輿なるが削由什カリング3木, オイルリング2本用いられる例が多く,最近はほとんどがトソブリ ングムぞには耐摩紺鞍を向上するため鋳鉄製のリングトレーガを鋳 i△んでいる｡B形機関でほ圧力リング3本を用いトップリングみぞ にリングトレーガを鋳込ふ,オイ′しリングほ耐久性を向上するた め,コイルエキスパンダ付オイルリング1本のふを偵和している∩ 第】2図にリングトレーガを示す｡ 一般に托カリングには耐摩耗性を向.卜するためトップまたはトッ プとセカンドリングに自動車用機関より厚い硬汽クロムメッキがほ どこしてある｡その妙果ほメッキなしリソグを使用した場合に比べ て二拝しく耐樺耗性が向_とし,リング惟純量ほ約1/3に減少するとい われている｡コイ′しエキスパンダ付オイ′しリングの効果ほ従来のオ イルリングに比べて良耶一計女走Lた細かき効災を保持できることで ある｡すなわちリングの張力ほ半径方向の厚みを増せばその3乗に 比例して増加する｡しかしリングの剛性が増加するため運転中さま ざまな変ノ捗を子fなうシリンダライナに追従困難となる｡したがって オイ′しリングの場合にこおいて納かき効果を十分にするため厚ムを岬 すとかえ′,て辿の紙果を三巨ずる可能性がある｡コイルエキスパンダ 什オイルリングほリングの厚みを雑くしてシリンダライナ壁となじ んやすくL,淑ノJは主とLてコイルエキス/くンダによって与▲えるよ うにしたものである｡このリングはシリンダライナがある程度伴耗 した切如こも潤㌢け納椚婆皆呈を増加することなく耐久肘句上に効果的 とされている｡ つぎにア′しミ√ナ金ピストンのJl達人の欠ノi■i(はトップリングみぞ溺の 峰粍が瀕しいことである｡こ川よl油述のようにこの占二!;ク}の弧度が向 く機帆杓破比が帆￣卜しているうえにリングによりたたかれること, リングとのl￣抑こ人きな樺擦乃が働くことにより塑性変ノ持と同時に研 仙′1勺な悸糀を起こし,さらに低温時にほ何食作用がこれを助長する ためである｡可湘こ建設機械梢機関のように胱fl何の高いものではこ の帆句は二苦しく前述のようにそのほとんどがリングトレーガを鋳込 ム樺椛を防【l二Lている｡リングトレーガの材筈恥蛸雌搬係数がアル ミ合金のそれに近く,耐熱性のすぐjtたオーステナイト系鋳鉄が井J いられる｡B形機関ではニレジスト(Ni14%,Cr3プg,Cu4%を含 む耐熱鋳鉄で熱膨般係数人)のリングトレーガを独特の方法で融宕 にしている｡リングトレーガの効米は著しく,弟13図に示すよう にトレーガなしの域介Fこ比べて惟純量が1/3､1/7に減少している｡ 3.3 エアクリーナおよびオイルフィルタ 姐投機城川矧凋のエフ'クリーナfゴよぴオイノしフィルタは作業粂rト からほかの用途に比べてろ過効率がすぐれ しかも雌挨の保措容量 の人きいことを必要とする｡一般に使用されているエアクリーナに はオイノしバス式とドライ式とがあり,それぞれ一良一飴をもってい る｡ オイノしバス式は枯浄効率が比較的低く機関lロ悔漣度の1モ紺川にわ たって--･足の効率をだしえないという火ノ∴ミほあるが魔境の快指容量 ピストン本休 (Alイ†食) トレーカJ キミ 節121賀†リ ン グト レ ー カ ｢Lり 4 リー ソ】 (岩昌一＼∈)畑き賓整臣鴨∼へ八〔■卜＼二 ‖+= 1川そ機問 .･1什 l川ニ ノ＼什 =1し=カ■什)=､レーーガ什〕(二トレーガ兜仁)(トレーカナ!牡) 祁1:i何 て′'ノL ミ製ピストンにおけるリングトレーカ'､の効月と が人きいという艮所をもっている｡これに対しドライ式はろ過効率 がよく,また機関凶転速度が変わっても一定のろ過効率を保つとい う利山ほあるが鵬挨の保持裕星が′トさいという火山をもっている｡ したがってオイルノミス式を使用する場榊こほプレクリーナ(サイタ ロソ式)を併川してろ過効ヰくの劣る点をカバーしている｡またドラ イ式を他川する域榊こはろ紙のあらさを過度に選び,プレクリーナ い十イクロンノ〔)を俳†r】Lている｡B形機1与ヨをはじめとしてプレクリ ーナ什寸イ′Lバス式を佐川している例が多いが,泌庄ドライ式を採 jljしている例もある｡いずれの形式においてもil■f沖効ヰiを高くし, 爬妖の保+サケ亨量を榊加するためほかの用途に比べて老子晶を人きくし てある｡ オイルフィノしタにはフルフロ形とパーシャルフロフ伊とがあるが澗 汁;･州のi■りれを徹ぬ′l勺に除上し各仰の樺+ミ仁を減少させるものでなく てはならない｡ フルフロ形ほ渦肘仙ホンプから什送されてくる渦糾州すべてをフ ィルタを通して機関各部に送るフィルタ形式である｡パーシャルフ ロー形は潤滑仙ポンプでくム上げた潤滑油の一価をろ紙でこして糾 ためにもどし,他ほすべてメタルエッジJ七のフイ′レタを過し外部に 川送するソナ式である｡ 巌近ほほとんどがろ紙エレメントを佐川したフルフロノlラを採川し ている｡この方式はろ過面積を十分とるためフィルタの容量を人き くする必要があり整備間隔と関連してろ過面積とろ航のあらさを適 ≧1うに選ぶ必要がある｡B形機関でほろ紙面積を大きくろ紙あらさを 適度に選び使用Lており,ろ過効率ほ非常によくJISのオイルフイ ′Lタ試験用コンタミナ/トを投入Lて試験した場合第3表にホすよ うに77∼92プ左である｡この場合のろ紙を通過する鹿挨の最大粒往ー101-372 11/て利39咋2ノJ れ3ノミ B-4()怯l￣削-IjフノLソロ形 オイ′しソイノLメゾ〕ろ.i出効∴. .iべ矧1日的rい)のl桝川 t h､) ノJ.i出ノ功一+こミしぎゎノ
